Was bedeutet es, den Saturn F-1-Motor auf eine Frequenz abzustimmen, und wie erfolgt die Abstimmung?

Kapitel 10 von Chariots For Apollo bemerkt Folgendes, wenn es um das Pogo-Problem von Apollo 4 und 6 und die Rolle der F-1-Triebwerke der ersten Stufe darin geht:

Die Missionsanalysten entdeckten später, dass zwei der Saturn-Triebwerke versehentlich auf dieselbe Frequenz eingestellt worden waren, was das Problem wahrscheinlich verschlimmerte. (Motoren im Saturn V-Cluster sollten auf unterschiedliche Frequenzen abgestimmt werden, um zu verhindern, dass zwei oder mehr von ihnen den Booster aus dem Gleichgewicht bringen und seine Flugbahn während des Motorflugs ändern.)

Was bedeutet es, den Motor auf eine Frequenz abzustimmen? Wie erfolgt die Abstimmung? War das nur eine Sache für die F-1-Motoren oder ist das (damals und heute) üblich?

Tolle Frage. Gefolgt.
"Die Missionsanalysten entdeckten später, dass zwei der Saturn-Triebwerke versehentlich auf die gleiche Frequenz eingestellt worden waren, was das Problem wahrscheinlich verschlimmerte." Ich konnte in den Nachflugberichten keine Quelle für diese Aussage finden.
@OrganicMarble Auf dieser Seite unter heroic relics.org gibt es einige potenziell nützliche Referenzen , aber alle Links zu NTRS sind tot ... Ich hoffe, "AS-502 Flight Report Volume 1" zu finden, vermutlich über den Ausfall der S-1C-Stufe (vorausgesetzt, es existiert; ich schließe seine Existenz aus der Tatsache, dass Band 2 & 3) zu einem bestimmten Zeitpunkt verfügbar waren).
@Ludo Ich habe Band 2 & 3 und MPR-SAT-FE-68-3 (den Saturn V-Nachflugbericht) durchgesehen. Je mehr ich darüber nachdenke, diese Zeile von Stages "zwei oder mehr davon, den Booster aus dem Gleichgewicht zu bringen und seine Flugbahn während des Motorflugs zu ändern" macht absolut keinen Sinn.
Dieses Dokument ntrs.nasa.gov/api/citations/20100024127/downloads/… besagt, dass die AS-502-Probleme darauf zurückzuführen sind, dass die Oxidationsmittel-Saugleitungen von flexibel auf starr geändert wurden. Die in diesem Dokument beschriebenen Lösungen sagen nichts über das Tunen von Motoren aus.
Wenn eine Abstimmung vorgenommen wurde, muss dies in der Betriebsanleitung des F-1-Raketentriebwerks erwähnt werden (Vorsicht - Link zu 350 MB PDF!)
Also ich habe die Bedienungsanleitung mehrmals durchgeblättert, kann aber nichts finden :-(

Antworten (1)

Verbrennungsinstabilitäten (oszillierende Verbrennung) in Raketentriebwerken werden durch Kopplung zwischen den Verbrennungsprozessen und Druckoszillationen verursacht. Die Frequenzen können von 100 bis 20.000 Hz und die Druckamplituden von 10 bis 1000 % des stationären Drucks des Motors variieren. Verbrennungsinstabilitäten können zerstörerische Vibrationen bis zu RUD erzeugen.

Akustische Resonatoren werden üblicherweise in Brennkammern installiert, um eine passive akustische Dämpfung von hochfrequenten Verbrennungsinstabilitäten bereitzustellen.

Außerdem können Injektoren abgestimmt werden, um als Halbwellenresonatoren zu wirken und eine akustische Dämpfung bereitzustellen. Dies ist besonders effektiv zum Verwalten von Zwischenfrequenzoszillationen, um zu verhindern, dass sie zu Hochfrequenzoszillationen werden.

https://scholarworks.utep.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1417&context=open_etd

Ich wage mich aus meiner Gehaltsklasse heraus, aber ich gehe davon aus, dass das Messen und Einstellen der dominanten akustischen Frequenz eines Motors Teil des Testfeuers sein würde. Wenn andere Faktoren gleich sind, würde ich davon ausgehen, dass die Schwingungen mit der niedrigsten Energie eingestellt werden (niedrigste Frequenz, niedrigste Druckamplitude).

Wenn mehrere Motoren mechanisch miteinander verschraubt werden, müssen Wechselwirkungen dieser Frequenzen berücksichtigt werden. Ähnliche, aber leicht unterschiedliche Frequenzen könnten Schwebungsfrequenzen erzeugen, die sich stark von den Primärfrequenzen unterscheiden. Dies könnte unerwartete strukturelle Belastungen erzeugen oder mit anderen Vibrationsmodi wie Pogo-Vibration interagieren

Nachtrag. Ich werde meine Antwort löschen. Das Zitat im OP macht für mich keinen Sinn und meine Antwort klärt nichts auf. Das Vibrationsproblem bei Apollo 6 wurde Pogo zugeschrieben, nicht der Verbrennungsinstabilität. Hoffentlich kommen weitere Informationen darüber ans Licht, worum es bei „den Booster aus dem Gleichgewicht bringen“ geht.

Haben Sie irgendwelche Einzelheiten darüber, wie es mit den F-1s gemacht wurde? Dies scheint eine Menge Allgemeinheiten zu sein.
Da steht "verschlimmert", nicht "verursacht". Ich denke, Ihre Antwort enthält relevante Informationen, es ist nur nicht das vollständige Bild.
Was bedeutet es, den Saturn F-1-Motor auf eine Frequenz abzustimmen, und wie erfolgt die Abstimmung?
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